PROPIEDADES DE LA CARGA ELECTRICA q Propiedad intrnseca

PROPIEDADES DE LA CARGA ELECTRICA (q) § Propiedad intrínseca de las partículas elementales § Arbitrariamente se le asigno carga negativa a la del electrón y carga positiva a la del protón

El Coulomb como unidad resulta muy grande, por lo tanto, se utilizan submúltiplos del Coulomb Un coulomb equivale a 6, 25 x 1018 electrones, por lo tanto: La carga del protón es similar a la del electrón, pero positiva

§ La cantidad de carga eléctrica que puede tener un cuerpo, siempre aparece como un múltiplo entero de la carga fundamental o básica § Lo anterior quiere decir que la carga eléctrica se encuentra cuantizada

Conductores: Sustancias que poseen electrones libres en su interior (de las orbitas mas lejanas). Permiten el desplazamiento de las cargas eléctricas en su interior Aislantes (dieléctricos) Sustancias en las cuales los electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos. Por lo tanto, no es posible el desplazamiento de carga eléctrica

Tierra: cuerpo de grandes dimensiones que tiene la capacidad de ceder o recibir electrones desde otro cuerpo mas pequeño, sin que varíe considerablemente su propia carga

CONSERVACION DE LA CARGA ELECTRICA § La carga eléctrica no se crea ni se destruye, solo se transfiere de un cuerpo a otro. La carga solo se comparte Si un cuerpo adquiere cierta cantidad de electrones es porque hubo otro cuerpo que cedió dicha cantidad de electrones § En un sistema eléctricamente aislado, la cantidad de carga se mantiene constante

EJEMPLOS 1. - Se tiene dos cuerpos idénticos A y B con cargas de - 5 C y 1 C. Si ambos cuerpos se tocan. ¿Con cuanta carga quedará cada uno? 2. - Se dispone de 3 esferas metálicas iguales y asiladas. Dos de ellas A y B están eléctricamente neutras y la tercera C posee carga eléctrica Q. Determina la carga de cada esfera, si las esferas se ponen en contacto: a) simultaneo b) Sucesivo (C con A y luego C con B)

FORMAS DE CARGAR UN CUERPO (Métodos de electrización) a) FROTACION: Frotando entre sí dos cuerpos inicialmente neutros, ocurre entre ellos un intercambio de electrones. Ambos cuerpos terminan con cargas de signo contrario

§ La siguiente tabla ordena diferentes sustancias, las cuales al ser frotadas con la siguiente, la superior adquiere carga positiva y la inferior carga negativa: TABLA Plexiglás Vidrio Marfil Lana Madera Papel Seda Azufre § ¿Qué ocurre al frotar vidrio con seda?

b) POR CONTACTO: Se produce cuando un cuerpo inicialmente cargado, negativa o positivamente, toca a un cuerpo neutro, así, el contacto produce una transferencia de electrones. Finalmente ambos cuerpos quedan con carga de igual signo

EJEMPLO 1. - Se tiene dos esferas idénticas A y C. La esfera A se encuentra neutra, y la esfera C posee una carga negativa de 6 C. Si ambos esferas se tocan. ¿Con cuanta carga quedará cada uno?

c) INDUCCION:

Al acercar un objeto con carga negativa:

CUADRO RESUMEN MÉTODO ANTES DESPUÉS FROTACION Ambos cuerpos neutros Ambos cuerpos quedan con cargas opuestas CONTACTO INDUCCION Un cuerpo cargado y el otro Ambos cuerpos adquieren neutro carga de igual signo Un cuerpo cargado y otro neutro Ambos cuerpos quedan con cargas opuestas

DETECTORES DE CARGA ELECTRICA a) PÉNDULO ELÉCTRICO: Consta de una pequeña esfera conductora liviana suspendida de un hilo. Se dan los siguientes casos:

¿Es posible conocer el tipo de carga que presenta el cuerpo A?

b) Electroscopio: Aparato que consta de dos tiras metálicas muy finas unidas por un conductor a una esfera también metálica

FUNCIONAMIENTO DEL ELECTROSCOPIO Electroscopio neutro Se acerca una varilla de vidrio cargada, la cual altera la distribución de la carga en el electroscopio

Electroscopio neutro Se acerca una varilla de plástico cargada, la cual altera la distribución de la carga en el electroscopio

ACTIVIDADES

• EJEMPLOS

PREGUNTAS 1. - Explique lo que sucede al frotar vidrio con seda 2. - ¿En que método de electrización se utilizan inicialmente dos cuerpos neutros? 3. -¿Cómo procedería para cargar positivamente una esfera mediante el método de inducción? Explique paso a paso 4. Se aproxima un cuerpo cargado a una esferita de un péndulo eléctrico: a) si la esferita es atraída, ¿podemos concluir que esta electrizada? ¿Por qué? b) ¿y si fuera repelida? 5. - Se acerca un objeto cargado negativamente a un electroscopio a) ¿Qué ocurre con las laminas del electroscopio? Explica b) Si el objeto toca la esfera del electroscopio. Describe el flujo de cargas c) Al alejar el objeto, ¿Qué signo tendría la carga en el electroscopio?

LEY DE COULOMB (1875 Charles Coulomb ) “La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales, es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las cargas”

Expresión matemática para la Ley de Coulomb Símbolo Magnitud Unidad de medida (MKS) F Fuerza eléctrica N Q 1 y Q 2 Carga eléctrica C r Distancia entre ambas cargas m K Constante de Coulomb 9 x 109 (Nm 2/C 2)

Observaciones: § La fuerza eléctrica actúa sobre la recta que une ambas cargas § La fuerza eléctrica actúa obedece a la Tercera ley de Newton

§ En algunos casos se tienen varias cargas interactuando entre si, y se requiere determinar la fuerza resultante sobre una determinada carga, se debe realizar una suma vectorial (Principio de superposición) § ¿Qué ocurre con la fuerza resultante sobre Q 2? § ¿Qué ocurre con la fuerza resultante sobre Q 1?

EJEMPLOS: 1. - Determina la fuerza resultante (fuerza neta) sobre Q 2, si: 2. - Determinar la fuerza resultante sobre Q 1, si: (expresa el resultado en CP y CR)

3. - ¿A que distancia de Q 1 debe ponerse una tercera carga Q 3, de manera que la fuerza resultante sobre Q 3, sea nula? Si: 4. - ¿A que distancia de Q 1 debe ponerse una tercera carga Q 3, de manera que la fuerza resultante sobre Q 3, sea nula? Si:

EJERCICIOS